JP6824950B2 - 三次元構造物を形成する形成装置 - Google Patents
三次元構造物を形成する形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6824950B2 JP6824950B2 JP2018243309A JP2018243309A JP6824950B2 JP 6824950 B2 JP6824950 B2 JP 6824950B2 JP 2018243309 A JP2018243309 A JP 2018243309A JP 2018243309 A JP2018243309 A JP 2018243309A JP 6824950 B2 JP6824950 B2 JP 6824950B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- layer
- inkjet head
- nozzle portion
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000976 ink Substances 0.000 claims description 278
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 14
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 379
- 238000000034 method Methods 0.000 description 31
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 description 26
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 15
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 6
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical class C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N oxetane Chemical compound C1COC1 AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012463 white pigment Substances 0.000 description 1
Images
Description
図1は、本実施形態における、三次元構造物の形成装置(以下、形成装置と記載する)の主要構成を示したブロック図である。
図2は、記録ユニット10の具体的構成を図示したものである。図2は、記録ユニット10のインク吐出面(下面)を示したものである。
制御ユニット20は、記録ユニット10を制御するためにある。本実施形態の形成装置30の特徴点の一つは、この制御ユニット20が、記録ユニット10を制御することによって、造形物の造形のみの第1の動作モードと、造形物の造形と同時に該造形物表面を入力データに基づいてフルカラー着色する第2の動作モードとに動作モードを切り替えることができる点にある。
本実施形態では、造形物の造形のみの第1の動作モードと、上記造形物の造形と同時に該造形物表面を入力データに基づいてフルカラー着色する第2の動作モードとを切り替えることができる。更に、本実施形態の特徴は、上述の形成装置30を用いて、造形において一つの層を形成するための走査の周期の時間内で、複数層の着色の層を形成するための走査をおこなう点にある。
図3は、本実施形態の形成装置30を用いて形成される三次元構造物の外観図であり、図4は、図3の切断線A−A´における三次元構造物の矢視断面図である。
本実施形態では、形成装置30が、造形物のみを造形する第1のモードと、造形物の造形と同時に図4に示すように着色部分の形成とをおこなって三次元構造物5を形成する第2の動作モードとを備えている。図3および図4に示す各種の層5aを積層することによって造形物の造形と同時に着色部分が形成された三次元構造物5は、形成装置30を第2の動作モードで動作させたことによって得られる目的物である。一方、図4に示す各5aのうちの造形層の一部分50と、白色層の一部分51とを含んでいる部分同士を積層すれば、造形物が造形される。この造形物は、形成装置30を第1の動作モードで動作させたことによって得られる目的物である。なお、造形物のみを造形する場合、最上位置および最下位置には、白色層の一部分51のみを有する層を配置(積層)する。
図6は、図4に示す層5a(n)および5a(n+1)の表層付近の詳細を示した部分断面図である。図6では、各層5a(n)および5a(n+1)において、インクジェットノズルから吐出された1滴のインクを模式的に1マスの立方体で示している。なお、図6に示す層5a(n)および5a(n+1)には、説明の便宜上、図4において破線で囲んだ領域のみを示しているため、造形層の一部分およびサポート層の一部分55は図示していない。図6に示す層5a(n)および5a(n+1)の紙面右端が、各層の外周端の側面を連ねてなる第2の透明層4の最外面の一部であり、すなわち三次元構造物5の側面の一部である。また、図6の着色層の一部分53は、シアン、マゼンタ、透明の3種類のインクで構成されており、巨視的には造形物の表面は明るいブルーとなっている。
第1の動作モードでは、先に説明した白色層の一部分51のインク滴のサイズで、図4に示す各層5aの造形層の一部分50、白色層の一部分51およびサポート層の一部分55のみを形成する。
上述の実施形態では、第1の動作モードと第2の動作モードの2種類の動作モードを切り替える態様について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、造形物のみを造形する際に白色インクのみで造形する動作モード(第3の動作モード)を備えてもよい。この第3の動作モードを、図2に示す記録ユニット10において実現する際には、第1インクジェットヘッドノズル部11Aに含まれる白色インク用ノズル列Wから吐出する白色インクを造形材として用い、第1インクジェットヘッドノズル部11Aに近い照射器12Aによって硬化させる態様とすればよい。この第3の動作モードは、上述した第1の動作モードおよび第2の動作モードに加えて設けても良いし、第1の動作モードに替えて設けても良い。
三次元構造物5に関して、上記では本発明の特徴的構成に直接的に関係する部分のみを説明した。そこで、図3および図4に示した三次元構造物5のその他の構成について以下に説明する。
白色層1(白色層の一部分51)は、光反射性を有する層であり、白色層1の少なくとも着色層側の表面において可視光の全領域の光を反射することができる光反射性を有している。
第1の透明層2(第1の透明層の一部分52)は、透明インクから形成される。
着色層3(着色層の一部分53)の形成に用いられるインクは、着色剤を含有する着色インクを含む。
第2の透明層4(第2の透明層の一部分54)は、第1の透明層2(第1の透明層の一部分52)において説明した透明インクを用いて形成される。なお、第2の透明層4と第1の透明層2とは同一種の透明インクを用いても形成されても良く、異種の透明インクを用いても形成されても良い。
本発明の一態様に係る形成装置30は、造形物と該造形物表面を着色している着色部分とを有する三次元構造物を、積層により形成する三次元構造物の形成装置であって、上記造形物の造形のみの第1の動作モードと、上記造形物の造形と同時に、該造形物表面を入力データに基づいてフルカラー着色する第2の動作モードとを有し、上記第1の動作モードと上記第2の動作モードとを切り替える制御ユニット20を備えていることを特徴としている。
S サポート層
1 白色層
2 第1の透明層
3 着色層
4 第2の透明層
5 三次元構造物
5a 層
10 記録ユニット
11 インクジェットヘッド
11A 第1インクジェットヘッドノズル部
11B 第2インクジェットヘッドノズル部
12 UV照射部
12A 照射器
13 キャリッジ
20 制御ユニット(切替部)
21 設定部(切替部)
22 第1制御部
23 第2制御部
30 形成装置
50 造形層の一部分
51 白色層の一部分
52 第1の透明層の一部分
53 着色層の一部分
54 第2の透明層の一部分
55 サポート層の一部分
Claims (8)
- 三次元構造物を、積層により形成する三次元構造物の形成装置であって、
走査方向に走査しながらインクを吐出することで上記積層を行う記録ユニットを備え、
上記記録ユニットは、造形物を造形するインクを吐出する第1インクジェットヘッドノズル部と、上記造形物表面に着色部分を形成するインクを吐出する第2インクジェットヘッドノズル部とを有し、
上記第1インクジェットヘッドノズル部と、上記第2インクジェットヘッドノズル部とは、上記走査方向において異なる位置に配置されており、
上記第1インクジェットヘッドノズル部及び上記第2インクジェットヘッドノズル部の吐出を制御する制御ユニットを更に含み、
上記制御ユニットは、入力データに基づいて上記第1インクジェットヘッドノズル部のみを用いて上記着色部分を有さず上記造形物のみからなる上記三次元構造物を形成する第1の動作モードと、上記入力データに基づいて上記第1インクジェットヘッドノズル部と上記第2インクジェットヘッドノズル部とを用いて上記造形物と上記着色部分とを有する上記三次元構造物を形成する第2の動作モードとを切り替え可能としており、
上記第1インクジェットヘッドノズル部は、造形インク用ヘッドと、サポートインク用ヘッドとを備えており、
上記造形インク用ヘッド及び上記サポートインク用ヘッドは、上記第2インクジェットヘッドノズル部に備えられたインクジェットヘッドよりも多い吐出量が吐出可能であることを特徴とする三次元構造物の形成装置。 - 上記第1の動作モードでは、上記第2インクジェットヘッドノズル部が上記着色部分の形成に用いるインク滴よりも大きなインク滴を堆積させて上記造形物のみを造形することを特徴とする請求項1に記載の三次元構造物の形成装置。
- 三次元構造物を、積層により形成する三次元構造物の形成装置であって、
走査方向に走査しながらインクを吐出することで上記積層を行う記録ユニットを備え、
上記記録ユニットは、造形物を造形するインクを吐出する第1インクジェットヘッドノズル部と、上記造形物表面に着色部分を形成するインクを吐出する第2インクジェットヘッドノズル部とを有し、
上記第1インクジェットヘッドノズル部と、上記第2インクジェットヘッドノズル部とは、上記走査方向において異なる位置に配置されており、
上記第1インクジェットヘッドノズル部及び上記第2インクジェットヘッドノズル部の吐出を制御する制御ユニットを更に含み、
上記制御ユニットは、入力データに基づいて上記第1インクジェットヘッドノズル部のみを用いて上記着色部分を有さず上記造形物のみからなる上記三次元構造物を形成する第1の動作モードと、上記入力データに基づいて上記第1インクジェットヘッドノズル部と上記第2インクジェットヘッドノズル部とを用いて上記造形物と上記着色部分とを有する上記三次元構造物を形成する第2の動作モードとを切り替え可能としており、
上記第1の動作モードでは、上記第2インクジェットヘッドノズル部が上記着色部分の形成に用いるインク滴よりも大きなインク滴を堆積させて上記造形物のみを形成することを特徴とする三次元構造物の形成装置。 - 上記第1インクジェットヘッドノズル部と、上記第2インクジェットヘッドノズル部とは、上記走査方向と水平方向に直交する方向において、同じ位置に配置されていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の三次元構造物の形成装置。
- 上記造形物を造形するインク及び着色部分を形成するインクは、紫外線硬化型インクであり、
上記記録ユニットは、上記紫外線硬化型インクを硬化させるインク硬化用の光源を更に備えることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の三次元構造物の形成装置。 - 上記インク硬化用の光源は、上記走査方向に複数配置され、それぞれの照射強度が異なることを特徴とする請求項5に記載の三次元構造物の形成装置。
- 上記インク硬化用の光源は、上記走査方向における上記第1インクジェットヘッドノズル部と上記第2インクジェットヘッドノズル部との間に挟まれる様に配置される硬化用光源を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の三次元構造物の形成装置。
- 上記制御ユニットは、上記第1の動作モードでは、上記第1インクジェットヘッドノズル部に隣接する上記光源を動作させることを特徴とする請求項7に記載の三次元構造物の形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018243309A JP6824950B2 (ja) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | 三次元構造物を形成する形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018243309A JP6824950B2 (ja) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | 三次元構造物を形成する形成装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014105654A Division JP6461488B2 (ja) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | 三次元構造物を形成する形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019048478A JP2019048478A (ja) | 2019-03-28 |
JP6824950B2 true JP6824950B2 (ja) | 2021-02-03 |
Family
ID=65905067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018243309A Active JP6824950B2 (ja) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | 三次元構造物を形成する形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6824950B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6259962B1 (en) * | 1999-03-01 | 2001-07-10 | Objet Geometries Ltd. | Apparatus and method for three dimensional model printing |
JP2000280354A (ja) * | 1999-03-29 | 2000-10-10 | Minolta Co Ltd | 三次元造形装置および三次元造形方法 |
JP4403384B2 (ja) * | 2003-03-07 | 2010-01-27 | リコープリンティングシステムズ株式会社 | 三次元積層造形方法 |
-
2018
- 2018-12-26 JP JP2018243309A patent/JP6824950B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019048478A (ja) | 2019-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6461488B2 (ja) | 三次元構造物を形成する形成装置 | |
JP6389061B2 (ja) | 立体物造形装置および立体物造形方法、並びに立体物 | |
JP6444077B2 (ja) | 三次元構造物の形成装置および形成方法 | |
JP6462466B2 (ja) | 三次元造形物の製造方法および製造装置 | |
WO2015119130A1 (ja) | 造形物およびその製造方法 | |
JP6378932B2 (ja) | 三次元構造物の形成装置および形成方法 | |
JP6836897B2 (ja) | 造形物および造形方法 | |
US11207822B2 (en) | Method and system for fabricating mixed-material 3D object | |
US10780627B2 (en) | Method for forming three-dimensional object | |
WO2018079416A1 (ja) | 造形システム、造形方法、造形物の製造方法、及び造形物 | |
JP6532390B2 (ja) | 立体物造形装置および立体物造形方法 | |
JP6612404B2 (ja) | 三次元構造物の形成装置および形成方法 | |
JP6316611B2 (ja) | 造形物およびその製造方法 | |
JP6824950B2 (ja) | 三次元構造物を形成する形成装置 | |
JP7350461B2 (ja) | 造形物 | |
JP6261363B2 (ja) | 造形物およびその製造方法 | |
JP6276049B2 (ja) | 造形物およびその製造方法 | |
JP6600548B2 (ja) | 三次元造形物の製造方法および製造装置 | |
JP2018027707A (ja) | 造形物およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190827 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20191023 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200519 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200717 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200916 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210113 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6824950 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |